[发明专利]一种蜂窝网络RTK定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种蜂窝网络RTK定位方法，包括选取固定参考站，设置标准坐标，获取观测数据并发送集中控制中心；集中控制中心配固定参考站所属的参考站调度中心；固定参考站计算伪距残差和载波相位残差并发送参考站调度中心；流动站对自身粗定位并传送给集中控制中心；集中控制中心分配流动站所属参考站调度中心；参考站调度中心匹配流动站对应的参考站并发给流动站；流动站接收参考站数据；流动站高精度定位。本发明还提供了一种用所述定位方法定位的系统，包括一个集中控制中心、若干参考站调度中心、固定参考站和流动站以及通信链路。本发明定位速度快，精度高，成本低，数据处理压力小。

技术领域

本发明具体涉及一种蜂窝网络RTK定位方法及系统。

背景技术

近年来，高精度卫星定位导航系统的应用从传统的测绘领域，延伸到了驾考，智能控制，无人驾驶，无人机，遥感等领域，从而导致高精度卫星导航终端(流动站)的数量在不断增加。不断增加的高精度卫星定位导航应用和定位终端使得高精度的网络RTK技术的需求越来越明显。

RTK(Real Time Kinematic)技术是一种基于载波相位差份的实时动态定位技术，它是建立在实时处理两个测站载波相位观测量的基础上，提供指定坐标系中的3维定位结果，实时定位精度可以达到厘米级，并具有实时性好、速度快等优点。RTK的基本原理为，参考站与流动站同时接收卫星信号，参考站将观测数据(主要为载波相位、伪距)和参考站标准坐标位置通过数据链(调制解调器、电台或通信网络)传输给流动站，流动站利用软件通过差分计算，降低流动站的观测误差，测算出流动站与参考站之间的相对坐标，根据参考站的标准坐标，实现精密定位，定位精度可达厘米级。RTK技术广泛应用于室外高精度定位导航相关的行业，例如，测绘，驾考，智能控制，无人驾驶，无人机，遥感等。

RTK技术的核心在于考虑到参考站和流动站之间观测数据值具备相同的主要是三种误差：大气层传播误差、卫星星历误差、星钟误差和其它形式的公共误差，利用差分的方式消除公共误差，解算出参考站与流动站之间载波相位的整周模糊度与实时相位差，进而实现高精度定位。然而，RTK技术对于参考站与流动站之间的距离有一定的限制。通常而言，参考站和流动站之间的距离不能超过20km，称之为短基线RTK。如果参考站与流动站之间的距离超过20km，则参考站和流动站接收数据存在的电离层误差的相关性会大大降低，从而无法得到有效的RTK定位结果，使得实时定位精度大幅度降低。对于参考站与流动站之间的距离超过20km以上的RTK技术称之为长基线RTK。目前解决长基线RTK精密定位的关键技术为网络RTK技术。网络RTK技术的原理如图1所示，具体如下：首先，存在一个网络RTK数据中心，其利用多个参考站的观测数据生成不同位置下的虚拟参考站(VRS—VirtualReference Station)并计算得到虚拟参考站的虚拟观测值，进而建立一个虚拟参考站和虚拟观测值的列表，并且通过收集所有RTK参考站的数据，实时更新虚拟参考站的虚拟参考值。其次，流动站通过粗定位(伪距单点定位)获取10米以内精度的定位结果，将其结果送给网络RTK数据中心，RTK数据中心根据其定位结果计算出对应的虚拟参考站的位置和观测值，并将相应的虚拟参考站的虚拟观测值传送给流动站。最后，流动站利用虚拟参考站的虚拟观测值与本站观测数据做差分，再利用常规的快速模糊度解算算法获取流动站与虚拟参考站的整周模糊度与实时相位差，进一步得到厘米级的定位结果。